热点05 电化学及其应用-2024年高考化学【热点·重点·难点】专练（新高考专用）

热点05 电化学及其应用 ►命题趋势►解题策略►真题回眸►限时检测 电化学及其应用 考向一 原电池的工作原理及应用 考向二 电解池的工作原理及应用 考向三 新型一次电池 考向四 新型二次电池 考向五 多室隔膜电池 考向六 燃料电池 考向七 金属的腐蚀与防护 电化学是高考的热点，试题的背景较为新颖。近年的高考通常以新型燃料电池、比能量高的新型电池为载体，考查原电池的工作原理，或将原电池、电解原理与物质的制备、金属的提纯、金属的防护结合起来考查。复习时建议关注以下几点： (1)电极的判断和电极反应式的书写。 (2)电解质溶液pH的判断及电化学中的计算。 (3)膜电池中隔膜的作用。 (4)加强对新型燃料电池、新型可充电电池的关注。　 预计2024年高考选择题中，仍然以某一个新型电池为背景考查电化学知识，结合物质的制备、废弃物的处理等内容进行考察，电极反应方程式的书写或正误判断、离子移动的方向、电极产物种类的判断与量的计算等仍是考察的重点。 【策略1】掌握原电池的原理及应用 1．原电池正、负极的判断方法 【注意】 ①活泼性强的金属不一定作负极，对于某些原电池，如镁、铝和NaOH溶液组成的原电池，Al作负极，Mg作正极。原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，不要形成思维定式——活泼金属一定是负极，但负极一定发生氧化反应。 ②电子不能通过电解质溶液，溶液中的离子不能通过盐桥和导线(即电子不下水，离子不上岸)。 ③负极失去电子总数一定等于正极得到电子总数。 2．原电池原理的应用 (1)设计制作化学电源 例：①根据Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计电池： ②根据反应2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2设计原电池： ①不含盐桥 ②含盐桥 负极：Cu－2e－===Cu2＋ 正极：2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ (2)加快化学反应速率 一个自发进行的氧化还原反应，形成原电池时会使反应速率增大。如在Zn与稀硫酸反应时加入少量 CuSO4溶液构成原电池，反应速率增大。 (3)比较金属的活动性强弱 原电池中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或非金属导体)作正极。 (4)用于金属的防护 使需要保护的金属制品作原电池正极而受到保护。例如：要保护一个铁质的输水管道或钢铁桥梁，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极。 【策略2】熟悉常见的化学电源 1．一次电池——干电池 (1)碱性锌锰电池 碱性锌锰电池的负极是Zn，正极是MnO2，电解质是KOH，其电极反应如下： 总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O===2MnO(OH)＋Zn(OH)2。 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极：2MnO2＋2e－＋2H2O===2MnO(OH)＋2OH－； (2)银锌电池 银锌电池的负极是Zn，正极是Ag2O，电解质是KOH，其电极反应如下： 总反应：Zn＋Ag2O＋H2O===Zn(OH)2＋2Ag。 负极：Zn－2e－＋2OH－===Zn(OH)2； 正极：Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－； 2．二次电池——充电电池或蓄电池 放电后可以再充电而反复使用的电池，又称为可充电电池或蓄电池。 (1)铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是最常见的二次电池，负极材料是Pb，正极材料是PbO2，电解质溶液为稀H2SO4。 铅酸蓄电池总反应：Pb＋PbO2＋2H2SO42PbSO4＋2H2O。 ①放电时的反应 负极反应：Pb＋SO－2e－===PbSO4； 正极反应：PbO2＋4H＋＋SO＋2e－===PbSO4＋2H2O。 ②充电时的反应 阴极反应：PbSO4＋2e－===Pb＋SO； 阳极反应：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO。 (2)锂离子电池 一种锂离子电池，其负极材料为嵌锂石墨(LixCy)，正极材料为LiCoO2(钴酸锂)，电解质溶液为LiPF6(六氟磷酸锂)的碳酸酯溶液(无水)，其总反应为LixCy＋Li1－xCoO2LiCoO2＋Cy，其放电时电极反应式为 负极：LixCy－xe－===xLi＋＋Cy； 正极：Li1－xCoO2＋xLi＋＋xe－===LiCoO2。 3．分析可充电电池问题“三注意” (1)放电时是原电池反应，充电时是电解池反应。 (2)充电电池需要注意的是充电、放电的反应不能理解为可逆反应。 (3)充电时的电极反应与放电时的电极反应过程相反，充电时的阳极反应恰与放电时的正极反应相反，充电时的阴极反应恰与放电时的负极反应相反。故二次电池充电时，可充电电池的正极连接外接电源的正极，可充电电池的负极连接外接电源的负极。简单记为“正接正、负接负”。 (4)充、放电时电解质溶液中离子移动